미생물을 이용해 가솔린을 생산할 수 있다면?

[아시아경제 노미란 기자]나무찌꺼기나 잡초 등 쓸모없다고 여겨졌던 식물로 직접 사용 가능한 가솔린을 만들 수 있다면? 놀랍게도 이런일이 가능해졌다.

30일 미래부에 따르면 이번 연구를 진행한 이상엽 특훈 교수팀은 세계 최초로 대사 공학을 통해 직접 사용 가능한 가솔린을 생산하는 데 성공했다.

이 교수는 "미생물을 대사 공학적으로 개량해 가솔린을 처음 만든 것은 기존의 석유 기반 화학 산업을 바이오 기반 화학 산업으로 대체하는 기반이 될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 '짧은' 사슬길이의 가솔린을 배양하는 데 성공했다는 의의가 있다. 미생물을 이용해 가솔린을 개발하는 방법은 앞서 2010년 사이언스 지에 소개된 적이 있었다. 그러나 당시의 방법으로는 탄소사슬길이가 13~17개에 이르는 '짧지 않은'가솔린을 1리터당 약 300mg배양할 수 있었다. 이 방법은 추가적으로 가솔린의 길이를 짧게 만들어주는 크래킹 과정이 반드시 필요하다. 크래킹 과정은 끓는점이 높은 중질유를 분해해 원료유보다 끓는점이 낮은 경질유로 전환하는 방법을 일컫는다. 당연히 비용과 시간이 많이 소요되는 문제점이 따를 수 밖에 없었다.

이상엽 특훈 교수팀은 미생물을 통해 가솔린을 얻는 과정을 단순화시켜 실용화에 한 발 더 다가설 수 있도록 했다. 대사공학기술을 미생물에 적용해 지방산 합성을 저해하는 요소를 제거했다. 동시에 지방산의 길이를 원하는 목적에 맞게 조절할 수 있는 효소를 새롭게 발견하는데 성공했다. 즉, 탄소수가 4~12개로 이뤄진 '짧은길이'의 가솔린을 배양하는 데 성공한 것.

또한 짧은 길이의 지방산 유도체로부터 가솔린을 생산할 수 있는'추가' 대사반응을 개발하고, 생물체 내에 존재하지 않는 식물 유래의 신규 효소를 포함하는 합성대사경로를 도입해 최종 대장균 생산균주를 개발했다. 이 대장균을 이용하면 배양액 1리터당 약 580mg의 가솔린을 생산할 수 있다.

하지만 당장 상용화를 꿈꾸는 것은 무리다. 아직까지 가솔린 생산성과 수율이 낮은 편이라 생산 효율이 높지 않은 편이다. 이번에 개발된 기술은 바이오연료, 화장품 등에 사용되는 계면활성제, 윤활유 등으로 사용하는 알코올과 바이오 디젤을 생산할 수 있는 기반이 될 예상이다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr